Kalibracja optycznych urządzeń pomiarowych: start-up z Kaiserslautern opracowuje elementy wzorcowe

Zespół Opti-Cal (od lewej do prawej): Prof. Dr. Georg von Freymann, Dr. Matthias Eifler, Julian Hering i Prof. Dr. Jörg Seewig. (Zdjęcie: Koziel/TUK)

Aby dostarczyć precyzyjne dane, urządzenia pomiarowe muszą być regularnie kalibrowane. W tym pomagają wzorce kontrolne, tak zwane Normale, które dostarczają wartości referencyjnych i w ten sposób umożliwiają ocenę dokładności urządzenia pomiarowego. Nawet w technikach pomiarowych pracujących na powierzchni, które są mało rozpowszechnione ze względu na ich dotychczasowe niepełne normowanie, Normale są konieczne. Takie opracowali naukowcy z Kaiserslautern. Umożliwiają one kalibrację urządzeń pomiarowych (takich jak mikroskopy), które na przykład sprawdzają mikrostruktury na elementach. Zespół wprowadza swoją technikę na rynek w ramach firmy „Opti-Cal GmbH”. Ponadto doradzają i szkolą firmy w zakresie wyboru odpowiednich standardów oraz oferują konkretne rozwiązania.

„Nie jest rzadkością, że podczas pomiaru tej samej próbki pięć identycznych urządzeń tego samego producenta podaje pięć nieznacznie różnych wartości,” podaje jako przykład dr Matthias Eifler, dyrektor zarządzający Opti-Cal GmbH. Aby tego jak najlepiej uniknąć, podczas kalibracji używa się wzorców kontrolnych, które służą jako odpowiednie odniesienie.

Relatywnie nowym obszarem jest optyczna technika pomiarowa w mikro zakresie. W ostatnich latach w badaniach poczyniono wiele postępów: „Powierzchnie elementów są na przykład wyposażone w funkcjonalne właściwości,” mówi Julian Hering, kierownik rozwoju w Opti-Cal GmbH. Ich mikrostruktura jest tak zaprojektowana, aby na przykład zmniejszać tarcie i zużycie.

Aby sprawdzić te struktury, potrzebne są odpowiednie techniki pomiarowe, takie jak specjalne mikroskopy, oraz ogólnie obowiązujące standardy. Odpowiednia norma dotycząca kalibracji (DIN EN ISO 25178-700) jest już w opracowaniu i wkrótce powinna wejść w życie. Naukowcy z Kaiserslautern oferują jednak już teraz rozwiązanie. „Opracowaliśmy normal, który umożliwia kalibrację zgodnie z przyszłą normą,” mówi Eifler.

Chodzi o próbkę, na której naniesiono sześć różnych mikrostruktur w czterech różnych rozmiarach. Zakres od gwiazdowatych rowków po krzyżowe kratownice o powierzchniach od 100 na 100 do 800 na 800 mikrometrów. „Ogółem powstaje 24 zakresy pomiarowe. Dzięki tym formom możliwa jest pełna kalibracja urządzeń,” mówi Hering. „W mikroskopie można tym samym objąć powiększenia od 5 do nawet 100 razy.”

Oboje naukowcy z Technische Universität Kaiserslautern zajęli się własną działalnością i wspólnie założyli firmę Opti-Cal wraz z profesorami Dr. Georg von Freymann i Dr. Jörg Seewig. Oprócz swojego wzorca kontrolnego (normal uniwersalny) i szkoleń oferują firmom opracowanie specjalnych wzorców kontrolnych dostosowanych do konkretnego zastosowania. Ponadto doradzają klientom w wyborze odpowiedniego wzorca i procesu kalibracji.

Oboje młodych przedsiębiorców korzystają z wiedzy z ich dziedzin nauki: zespół profesora Seewiga z Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Technologii Procesów specjalizuje się w tworzeniu modeli wzorców kontrolnych w mikro zakresie za pomocą symulacji komputerowych, podczas gdy grupa badawcza profesora von Freymanna z Wydziału Fizyki produkuje je w technologii druku 3D z użyciem tak zwanej lithografii laserowej dwufotonowej.